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如何確定磁鐵在退磁因子(N),它與磁鐵的工作狀態有何關係?
添加時間:2019.11.02

A:實踐表明:即使是簡單形狀的磁鐵,如四方體、圓柱體,其內部的磁感應強度B都是不均勻的。也就是說,磁鐵內部的磁力線分布是位置的函數,且隨位置呈現非線性變化——這是由磁通的基本特性所決定的。由(1-1)和(1-2)式可知,磁鐵退磁因子N的計算非常複雜。截止目前,人們隻能對內部的磁感應強度B呈均勻變化的球體和橢球體等少數形狀的磁鐵退磁因子N進行解析計算,對於其它形狀的磁鐵,則隻能用實驗的方法或借助計算機按麥克斯韋方程用有限元法Finite element method,FEM)計算。由於圓柱形磁鐵在實踐中應用較多且形狀相對簡單,人們用實驗方法對其退磁因子N進行了測定,如圖1:

圖1:圓柱形磁鐵沿軸向的退磁因子N隨高徑比L/D(長度/直徑)的變化    

在已知磁鐵的退磁因子N的情況下如何確定磁鐵的工作狀態呢?

將(1-2)式代入(1-1)式可得:

Bd=(1-)μ0Hd                 (1-3)

如圖2,在磁鐵的B退磁曲線上,通過原點作斜率為(1-1/N)的直線OP,該直線即稱為磁鐵的工作負載線;OP交B退磁曲線於D點,該點即稱為磁鐵的工作點。由D點即可確定此時磁鐵的內部磁感應強度Bd,內部磁場強度Hd以及磁能積(HdBd)的大小。(1-1/N)又稱為磁鐵的磁導係數。

例如,一個直徑為12.5mm的Nd-Fe-B燒結磁鐵,在不帶軛鐵單獨工作的情況下,希望其工作在最大磁能積附近,問磁鐵的長度應為多少?設磁鐵的bHc=Br,按圖2OP線與B軸呈現45°夾角時,D點的磁能積最大。也就是說,(1-3)式中的N=0.5時,磁鐵工作在最大磁能積狀態。查圖1可知,N=0.5時的L/D=0.47,故該磁鐵長度為5.88mm時,磁鐵可工作在最大磁能積附近。